初冷器阻塞原因分析及解决办法

1、初冷器阻塞原因分析及解决办法(河北承钢焦化公司)刘作玲李兆华姜振峰摘要：针对初冷堵塞的现象，分析问题所出的原因在于循环水温度过低。导致初冷 器各段温度分布与设计不符，从而找出合理的解决办法，并提出循环水系统整改方 案，以求对初冷器堵塞的彻底治理。关键词：初冷器循环水水温冷凝液组成一、存在的问题 初冷是煤气净化的基础，只有保证初冷单元正常、稳定的运行，才能实现对煤气的优质净化和化学产品的高回收率。然而，我厂初冷系统自99年lo月份起相继出现了一些问题，具体 表现在：初冷器下液管和冷凝液喷洒管堵塞；三台3000m2横管初冷器阻力增长较快，初冷器倒 用频繁，大大增加了工人的劳动强度，影响焦化系统正常

2、生产。二、原因分析煤气在初冷器中冷却分为三段：热水段、循环水段和低温水段，由于上段热水且前尚无用 户，因此现只开循环水段和低温水段。为了确定初冷器阻力增加主要在哪个部位，我们在初冷 器循环水段后侧壁板备用口处接装测温、测压装置，以分段测初冷器阻力。测量结果如下表1初冷器各段温压测定衰11初冷器 初冷器 初冷器 初冷器 初冷器 初冷器 初冷器人口压力 中段压力 出口压力 上段阻力 下段阻力 中段温度 下段温度kpakpa kpa kpakda ac160 334 3 50i740 16 23 205149 320 335 1 71 o15 24 205171 4 10 432 239 0 22

3、24 205165 450 478 2 85 0 28 24 205以上数据表明：初冷器阻力增长主要位于中段，即循环水段，根据其它兄弟厂家经验，初冷 器阻力增长主要集中于下段，为什么我厂中段阻力增长如此快呢?这首先在看初冷器各段的 温度分配，情况如下：表2初冷器各段温度控制与设计对照表热水段后 循环水段后 低温水段后i煤气温度 煤气温度 煤气温度l设计值 1"78130c 140屯 1921屯i实际值820 24 205由以上数据可以看出：循环水段后煤气温度严重偏离设计值，而这一温度的控制尤为重 要，因为在初冷器中煤气由上而下流动的过程中，温度逐渐降低，煤气中萘的饱和含量也随之 降低

4、(不同温度下煤气中萘的饱和含量见下表)，在5055范围内，煤气中的萘基本接近于·150·该温度下的饱和含量8lzgnm3，此时，开始有萘析出，由于在煤气冷却过程中还有大量的焦 油和氨水被冷凝下来，因此析出的萘全部溶解于焦油中，随着温度继续降低，焦油和氨水冷凝 量减少，致使进一步析出的萘沉积到横管外壁上，降低传热效率，增加初冷器阻力。因此，循环 水段后煤气温度应严格控制，使之不能低于40。然而此温度并不好控制，由于承德地区冬 季寒冷，对循环水水温没有有效的控制手段，所以控制起来比较困难，为此我们只有通过改变 操作来改变初冷器堵塞的状况。衰3不同沮度下煤气中蘩的饱和含袭单位：g

5、，n矗f温度 20f25f30f35i40l45i50l52155li包和含量l0 4310766 i1315 12190 l3549 i5621 l8738 llo59 l18 38i三、解决办法 正常操作对，控制下段冷凝液槽焦油含量为3540，中段为810。因为中段煤气温度较正常时低，萘主要在中段析出，因此需加大中段冷凝液中的焦油含量，具体作法是：稳定两 台机械化氨水澄清槽的油水界位。保证补充焦油含水不超过50，由两台机械化氨水澄清槽 同时向下段冷凝液槽补充焦油，保证补给量高于设计值。这样下段冷凝液中焦油溢到中段，从 而提高中段冷凝液的焦油含量，改善喷洒液组成。同时，改变初冷器的清扫方式，

6、使用蒸汽清扫，放空管内冷却水，在管内和管间通入蒸汽， 蒸汽通过横管管壁把热量传给粘附在管壁外侧的物体，使之受热剥落，遇管外蒸汽溶化，与冷 凝水一起从下液管流出。使用管内外通蒸汽的方法。不但时间少，还可以减少冷凝水的量，从 而减少对冷凝液组成的影响。通过改变初冷器的清扫方式和改善冷凝液的组成，初冷阻力基本稳定下来，为进一步查找下液管和冷凝液喷洒管堵塞的原因，我们对堵塞物和冷凝液中焦油取样分析，结果如下：采4冷凝液堵毫袖分析结果l焦油 j萘l甲苯不溶物 f硫及硫化物 i襄5冷赣液中焦涟分析垴暴由实验数据可以看出，萘含量高是导致冷凝液管堵塞的重要原因。另外，玲凝液中焦油360t：前馏出量低，甲苯不溶

7、物高，粘度大，当温度足够低时，焦油本身就是导致冷凝液管堵的一个原因。焦油甲苯不溶物主要含有煤粉、焦粉、炭化室顶部热解产生的游离碳及清扫上升管时所带 人的多il物质。为了确认甲苯不溶物主要源自于煤粉、焦粉还是游离碳，我们曾对多组甲苯不 溶物做了工业分析。结果如下：衰6甲苯不溶韧的工业分析l灰分 1挥发份 )固定碳 i·15l·分析结果表明，甲苯不溶物主要是游离碳以及少量焦粉和煤粉的混合物。石墨是化学产 品在碳化宣顶部空问热繁的产物，而热解程度与焦炉的加热翩度直接相关，焦炉装煤不满或缺 角会导致炉墙局部温度过高，焦油中苯族烃的含量减少，而高温产物萘、蒽、沥青和游离碳的含 量增加

8、，比重变大，流动性变差；炉顶空间温度高，化学产品热解剧烈，特别是单核芳烃的热解 尤为严重，不仅影响化学产品的质量和组成，还会直接影响到焦油和粗苯的产率。为此，我们从焦炉操作制度上做了进一步改善，一方面尽量装满煤，保证不缺角；另一方 面，在加热高炉煤气中掺混3的焦炉煤气，在保证焦炭均匀成熟的前提下，尽要降低炉顶空 间温度。四、提出循环水系统整改方案 为了彻底治理初冷系统堵塞的问题，我们还准备对循环水系统进行改造，以达到对循环水温度的控制。目前循环水系统存在问题如下：循环水供水温度为32'(2，经冷却用户后水温上升至45。c再经冷却塔冷却至32后循环 使用。在实际运行的过程中，由于季节以及

9、早晚温差的变化、用户被冷却介质温度、用户冷却 面积的变化等等因素，常使循环水回水温度偏离45'12。如果只通过2×144矗抽风式冷却塔来 冷却循环水，那么供水温度也会偏离32"c，造成冷却用户介质冷却后温度的波动，如通过开美 一台冷却塔风机来调节循环水温度，供水温度改变幅度又特别大，从而影响生产的稳定运行。 为此需进行以下改造。首先，绘冷却塔风机鄙变频调速，根据出水温度来调节风机转速，变频器转速控制采用4-20r'aa信号，此信号是由化产中控的des系统经过pid运算输出的，系统框图如下：其次给冷却塔上水管加旁通，用于补偿由季节性气温变化而引起的回水温度波动。具体如下152结束语：通过一年多的摸索初冷器在水温变化比较大致使煤气